微机原理实验报告

汽车轮毂生产专用夹具的控制系统设计的计算机控制技术的实现班级：10级工程机械学号：100101010353姓名：占发恩课程名称：微机原理及应用指导教师：史艳国2013年5月目录摘要前言1.项目的描述及要求2.项目的模拟方案3.控制程序4.模拟的实验结果5.项目的结论6.主要参考文献摘要通过前言了解现在的行业发展概况，考虑本次实验项目的实用价值。由项目的描述及要求开始了解本次实验项目要研究的内容，通过项目的模拟方案了解本次实验的准备工作，通过控制程序了解控制系统的控制方法及步骤，接着通过模拟的实验结果及相应的视频来观察实验的运行过程，及了解相应的实验结果的分析，最后由项目的结论对本次实验进行总结。前言现在，随着城市化的进程，我国的汽车行业发展越来越好，开始有一些国产汽车得到消费者的认可。国内一些知名的汽车品牌开始发展壮大，如奇瑞、吉利、华晨等。而汽车生产越来越倾向于由计算机辅助的自动化生产，生产线也向柔性化的方向发展，未来的汽车生产线将是完全由程序控制，自动生产的。因此，运用微控制器控制生产线进行自动化的生产是现在制造行业的主流思想。这种自动化的生产方式在减轻工人负担、挺高生产效率、减少生产成本等方面起着不可限量的作用。项目的描述及要求汽车轮毂生产的最后一序是数控车削，需要使用专用夹具，该夹具使用液压装置驱动，中心定位方式。具体的动作过程是：机器手上料送到------液压定位装置启动------中心定位（使用光电传感器检测中心孔定位是否准确）------若定位满足要求，驱动液压夹紧装置夹紧工件（使用压力传感器检测是否到达工作压力）------夹紧后启动车床主轴开始工作。要求具有计件功能，能够记录每班的生产件数并使用数码管显示。项目的描述及要求工程背景

随着社会进程的加快，汽车产业如今仍然是制造业的宠儿。在如今高速运转的社会机构中，人们对自动化要求也越来越高。因此，如何适应优质、高效、低消耗的生产要求是微机控制系统发展起来的源动力。本项目针对汽车轮毂的生产，改进其工件装夹的控制系统，可以实现自动化、人性化操作，提高生产效率降低生产成本。

项目的描述及要求需要解决的问题1.检测机器手上料是否送到2.启动液压定位装置3.检测中心孔定位是否准确4.驱动液压夹紧装置5.检测是否达到工作压力6.启动车床主轴开始工作7.检测是否加工完成8.实现计数功能9.实现数码管显示已完成的件数10.实现连续生产

项目的描述及要求需要解决的问题1.检测机器手上料是否送到（需要一位输入口）2.启动液压定位装置（需要一位输出口）3.检测中心孔定位是否准确（需要一位输入口）4.驱动液压夹紧装置（输出口）5.检测是否达到工作压力（输入口）6.启动车床主轴开始工作（输出口）7.检测是否加工完成（输入口）8.实现计数功能（需要缓存）9.实现数码管显示已完成的件数（两个8位输出口）10.实现连续生产（需要循环）

项目的模拟方案所用的硬件PC机一台STAR系列实验仪一套导线若干

具体用到的模块A3区：CPU总线、片选区B4区：8255电路G6区：发光二极管、开关G5区：数码管（共阴极）直流电动机的LED灯（白光）、蜂鸣器、逻辑笔接线图PC0～PC3对应开关1到开关4PC4～PC6对应逻辑笔、白灯、蜂鸣器系统接线图系统接线图B4区：CS、A0、A1 —— A3区：CS1、A0、A1B4区：JP56（PA口） —— G5区：JP41B4区：JP53（PB口） —— G5区：JP42G6区：JP65 —— G5区：开关排线接口B4区：PC0～PC3 —— G5区：开关1到开关4的位接口B4区：PC5 —— 直流电动机模块LIGHT口B4区：PC6 —— 蜂鸣器模块Ctrl口B4区：PC4 —— 逻辑笔接口控制程序开始数码管显示8个“8”数码管显示已完成的件数检测上料？启动液压装置NY检测定位？YN启动液压夹紧装置检测压力？NY框图控制程序启动主轴检测加工完成？YN计数并用数码管显示控制程序详细程序.modelsmall.stack.dataLEDdt db8dup(8) ;数码缓冲区,用于检测数码管是否有坏的LEDdt01 db8dup(0) ;数码缓冲区，用于显示已生产件数.codestart:movdx,0f003h ;控制端口 moval,10000001B ;端口A、端口B都设为输出方式（方式0）,PC4~PC7为输 ;出，PC0~PC3为输入 outdx,al movdx,0f000h ;定义端口A，即数码管位选 moval,0ffh outdx,al movdx,0f001h ;定义端口B，即数码管段选 moval,00h outdx,al movdx,0f002h ;定义端口C，初始化输入输出 moval,6fh outdx,al callLEDsmts ;检测数码管是否有坏的 控制程序again: movdx,0f002h ;定义端口C，初始化输入输出 moval,6fh outdx,al callLEDsmnum ;显示已生产件数next1: movdx,0f002h inal,dx andal,01h ;检测机器手上料是否送到 jznext2 callLEDsmnum jmpnext1next2: movdx,0f002h inal,dx andal,11011111b ;置位PC5，使直动灯亮，相当于启动液压定位 ;装置 outdx,al控制程序next3: movdx,0f002h inal,dx andal,02h ;检测中心孔定位是否准确 jznext4 callLEDsmnum jmpnext3next4: movdx,0f002h inal,dx andal,10111111b ;置位PC6，使蜂鸣器响，相当于启动液压 ;夹紧装置 oral,00100000b ;复位PC5，使直动灯灭，相当于 ;关闭液压定位装置 outdx,al控制程序next5: movdx,0f002h inal,dx andal,04h ;检测是否到达工作压力 jznext6 callLEDsmnum jmpnext5next6: movdx,0f002h inal,dx oral,00010000b ;置位PC4，使逻辑笔变绿，相当于启动车 ;床主轴开始工作 oral,01000000b ;复位PC6,使蜂鸣器禁声，相当于液压装置 ;已夹紧，停止夹紧动作 outdx,al控制程序next7: movdx,0f002h inal,dx andal,08h ;检测是否加工完成 jznext8 callLEDsmnum jznext7next8: movdx,0f002h inal,dx andal,11101111b ;复位PC4，使逻辑笔变红，相当于已加工 ;完成，停止加工动作 outdx,al callnumadd1 ;调用子程序，使已完成件数加1 loopagain控制程序;子程序，已生产的件数加1numadd1 proc pushax pushbx pushdx pushcx movsi,offsetLEDdt01 cldnn1: lodsb cmpal,9 jznn2 jmpnn3nn2: movbyteptrds:[si-01h],0 jmpnn1nn3: incbyteptrds:[si-01h] popcx popdx popbx popax retnumadd1endp控制程序;子程序，显示已生产件数LEDsmnumproc pushax pushbx pushdx pushcx movcx,1000again3:movsi,offsetLEDdt01 ;指向数码缓冲区 callLEDdisp ;调用显示子程序 loopagain3 popcx popdx popbx popax retLEDsmnumendp控制程序;子程序，检测数码管是否有坏的timer3=08hLEDsmts proc pushax pushbx pushdx pushcx movbx,timer3again8: movcx,1000again2:movsi,offsetLEDdt ;指向数码缓冲区 callLEDdisp ;调用显示子程序 loopagain2 decbx jnzagain8 popcx popdx popbx popax retLEDsmtsendp 控制程序;子程序：显示一次数码缓冲区的8个数码，入口参数：DS：SI=缓冲区首地址LEDdisp proc pushax pushbx pushdx movbx,offsetLEDtb ;指向显示代码表 movah,0feh ;指向最左边数码管LED1: lodsb ;取出要显示的数字 xlatcs:LEDtb ;得到显示代码：AL←CS：[BX+AL] movdx,0f001h ;0f002h为段控制端口,也是PB口 outdx,al ;送出段码 moval,ah ;取出位显示代码 movdx,0f000h ;0f001h为位控制端口，也是PA口 outdx,al ;送出位码 calldelay03 ;实现数码管延时显示 rolah,01h ;指向下一个数码管 cmpah,0feh ;是否指向最右边的数码管 jnzLED1 ;没有，显示下一个数字 popdx popbx popax retLEDtb db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h db7fh,6fhLEDdisp endp控制程序delay03proc ;子程序，位数码管显示用的延时 pushbx pushcx movcx,10delay5:loopdelay5popcx popbx retdelay03endpendstartend程序运行过程视频模拟的实验结果程序调试的情况 程序调试过程：①拨开关1，使LED1亮，给PC0输入低电平，直流电动机的LED灯（白灯）亮；②拨回开关1，拨开关2，给PC1输入低电平，直流电动机的LED灯（白灯）灭，蜂鸣器响；③拨回开关2，拨开关3，给PC2输入低电平，蜂鸣器停止响声，逻辑笔从红灯亮变成绿灯亮；④拨回开关3，拨开关4，逻辑笔从绿灯亮变回红灯亮，数码管显示的件数加上1后的数值；⑤重复步骤①到步骤④，显示的结果一样。程序运行的结果的分析 在上述的程序运行中，运行结果正确，说明程序没有错误。特别注意：在刚编译完时，程序马上进入运行状态，必须观察数码是否显示8个“8”，否则说明数码管不亮的段是坏的；在实验之前，应该用导线检测逻辑笔、LED、蜂鸣器是否是坏的。项目的结论

在本次实验中，用开关控制高低电平的输入来模拟传感器给CPU的输入信号，用CPU的输出信号控制实验板上的LED、蜂鸣器等来模拟实际应用中控制的各种机械设备。实验结果完全达到预期的控制效果，完全满足项目的要求，而且还考虑到了一些人性化的功能优化：如，工作之前数码管好坏的检测；持续显示已生产的件数；在启动下一步的机器前，关闭上一步运行的机器；可持续进行生产等。 在工程实际中，实际应用还需要改进的地方：比如，在实验板上没有复位按键，在实际应用中这相当于重新启动程序而无需断电；本程序没有设置中断程序，在实际应用中应根据实际情况设计一些危险情况发生时的中断程序，起到保护机器或人的作用；在本实验中，只是用到了高低电平作为模拟的输入输出信号，在实际应用中，不止这两中信号，还有数字信号、模拟信号、红外信号等，所以在实际应用中还应该考虑这些信号间的转换，使之成为CPU能理解的信号或外设能利用的信号。主要参考文献[1]钱晓捷.16/3